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  • 2022年第49卷第9期文章目次
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    • 震损钢筋混凝土柱的残余抗震性能试验研究

      2022, 49(9):1-8.

      摘要 (174) HTML (0) PDF 6.48 M (112) 评论 (0) 收藏

      摘要:为研究钢筋混凝土(reinforced concrete,RC)柱震后的残余抗震性能,对一根进行过完整拟动力试验并发生压弯破坏且达到Ⅱ级震损破坏程度的足尺 RC柱,在未对柱身进行加固处理的前提下进行了拟静力试验研究 . 对比分析了拟静力试验前后的试验现象、滞回曲线、承载能力、刚度退化、延性系数以及耗能能力 . 试验结果表明:达到Ⅱ级震损的 RC柱仍保留有一定的抗震能力,在未经加固时,其所能承受的水平力极限约为未损伤时的75%. 最后使用有限元分析软件OpenSees进行了该试件震后拟静力试验的滞回曲线模拟,提出了一种用于模拟真实地震损伤后RC柱残余性能的方法,并验证了其可靠性.

    • 钢筋轴线偏心半套筒灌浆连接高温后的单向拉伸试验研究

      2022, 49(9):9-19.

      摘要 (126) HTML (0) PDF 3.69 M (67) 评论 (0) 收藏

      摘要:为研究火灾后带钢筋轴线偏心的半套筒灌浆连接(half grouted sleeve connection,HGSC)的单向受拉性能,对 48个 HGSC 进行了单向静力拉伸试验,研究了钢筋轴线偏心和高温对不同钢筋直径的高温后 HGSC 力学性能的影响,并结合已有研究给出工程意见 . 结果表明:高温后带钢筋轴线偏心的HGSC主要发生钢筋拉断破坏与钢筋拔出破坏,且随着钢筋轴线偏心率的增大和温度的升高,试件更可能发生钢筋拉断到拔出破坏的转变;钢筋轴线偏心会在高温基础上进一步影响连接性能,钢筋偏心试件的荷载最大下降至无缺陷试件的 94%,滑移量最大增加至173%;建议对HGSC和含该连接的装配式混凝土结构进行设计、施工、火灾后性能评估与修复时,考虑火灾温度和钢筋轴线偏心率的影响,要求不出现钢筋拔出破坏,且破坏时钢筋与灌浆料之间没有明显滑移;焊接能有效地解决连接螺纹端加工质量不佳的问题.

    • 考虑楼层刚度的伸臂结构力学性能

      2022, 49(9):20-30.

      摘要 (131) HTML (0) PDF 2.30 M (107) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对带伸臂框架-核心筒的结构方案设计提出了一种考虑普通楼层刚度的简化计算方法,并将此方法与有限元模型计算结果进行对比 . 在此基础上对楼层数量、楼层刚度比、伸臂刚度比、伸臂跨度比及高跨比等参数影响规律进行分析,提出了考虑普通楼层刚度的等效核心筒刚度比计算公式,并分析对比了其对伸臂结构动力性能影响规律. 结果表明:简化计算方法与有限元模型计算结果吻合较好,相对未考虑普通楼层刚度情况误差率减小 20%;提出的等效核心筒刚度比公式能较好地估计普通楼层对整体刚度的贡献,能满足工程方案设计精度要求,且拟合的等效核心筒刚度比计算公式能简化结构动力分析,近似估计伸臂结构动力特性,为带伸臂框架-核心筒的结构动力分析提供简单的实用分析方法和理论依据.

    • 单轴对称钢梁截面组合节点的抗震性能试验研究

      2022, 49(9):31-41.

      摘要 (108) HTML (0) PDF 12.69 M (136) 评论 (0) 收藏

      摘要:为减小钢框架梁柱组合节点中梁下翼缘焊缝脆性破坏的风险,提出了采用单轴对称钢梁截面的梁柱组合节点形式,完成了3个1∶2的组合节点试件的拟静力试验研究,分别考虑标准型钢梁截面、上窄下宽且仅梁下翼缘削弱型的单轴对称钢梁截面及仅梁下翼缘扩翼型的单轴对称钢梁截面组合节点试件,对各试件的破坏过程、滞回行为、关键部位的应变发展、耗能性能及延性等进行了详细分析 . 结果表明:焊缝质量有所保证的组合节点试件其加载点的荷载-位移滞回曲线饱满,具有良好的耗能性能;仅梁下翼缘扩翼型组合节点试件的塑性铰在扩翼板末端的钢梁截面上形成,在梁下翼缘反复屈曲的过程中母材逐渐开裂并向腹板延伸;正弯矩作用下组合梁截面的中和轴靠近梁上翼缘,从而显著加大了梁下翼缘处的应变水平;单轴对称钢梁截面组合节点形式有助于实现梁上塑性铰外移,减小梁下翼缘焊缝处的应变集中程度;实际工程中应切实保证梁翼缘对接焊缝的质量.

    • 拉剪组合荷载下FRP-钢胶接连接力学性能

      2022, 49(9):42-50.

      摘要 (112) HTML (0) PDF 7.09 M (70) 评论 (0) 收藏

      摘要:为明确FRP桥面板与钢梁之间胶接连接的力学性能,针对不同拉剪组合荷载下胶接连接的力学性能进行了系列试验研究,包括极限破坏荷载、破坏模式、刚度以及强度破坏准则. 针对胶接连接的受力特点,通过特制的圆盘加载试验装置,实现了6种不同比例的拉伸和剪切荷载组合 . 结果表明,在纯剪切荷载下,胶接连接在靠近钢梁位置的胶黏层内发生破坏 .在拉伸荷载和四种拉剪组合荷载下,节点的破坏模式为FRP层间破坏与FRP夹心板和胶黏层之间界面破坏的组合 . 荷载-位移曲线表明,胶黏层内胶体材料分布具有不均匀性,在试验过程中引起了胶接连接的偏心受力及应力重分布 . 根据矢量分离后的拉应力和剪应力,得到胶接连接的拉剪强度破坏准则.

    • 龙卷风作用下大跨度桥梁车-轨-桥耦合振动及行车安全性

      2022, 49(9):51-61.

      摘要 (113) HTML (0) PDF 3.99 M (78) 评论 (0) 收藏

      摘要:为研究龙卷风作用下大跨度桥梁车-轨-桥系统动力响应及行车安全性,首先以Kou-wen三维模型模拟龙卷风速度场,基于准定常理论确定了移动龙卷风作用下车辆和桥梁风荷载时程. 然后,分别采用多体系统动力学和有限元理论建立列车和轨道-桥梁子系统动力方程,基于轮轨空间非线性接触建立风-车-轨-桥系统动力方程,并采用分离迭代法求解系统动力响应. 数值算例中,以某公路铁路两用斜拉桥为研究对象,通过风洞试验和CFD数值模拟确定车辆和桥梁气动力系数,分析了龙卷风移动路径、强度等级和行车速度对车-桥系统动力响应及列车行车安全性的影响. 结果表明:桥梁竖向振动响应比横向显著,且龙卷风竖向风速对桥梁竖向位移起控制作用 . 当车辆经过风荷载最大位置时,车辆的横向和竖向振动响应均达到最大值,且车辆动力响应受龙卷风荷载和桥梁动力响应共同影响. EF1级和EF1.3级龙卷风作用下,列车安全通过的车速阈值分别为180 km/h和114 km/h.

    • 正交异性钢桥面车轮横向位置识别

      2022, 49(9):62-70.

      摘要 (111) HTML (0) PDF 3.57 M (79) 评论 (0) 收藏

      摘要:车辆经过正交异性钢桥面(Orthotropic Steel Deck,OSD)时的车轮横向位置对其疲劳细节分析以及桥梁动态称重系统(Bridge Weigh-In-Motion,BWIM)识别精度至关重要. 针对OSD桥梁局部荷载效应显著的特性,提出了基于BWIM系统中传感器所采集的响应信号来识别过桥车辆横向位置的有效方法. 首先,建立OSD桥梁的有限元模型,并通过标定试验进行验证,然后提取其纵肋横向分布影响线 . 最后,基于横向分布影响线和最小二乘法,建立 OSD中 U肋理论与实测响应的误差方程. 为了验证该方法的准确性和适用性,建立了基于Ls-dyna的车桥耦合振动模型,探究了车辆状况(包括车辆速度、车轴数目和车轮横向位置)以及车轮与桥面接触面积的影响. 模拟分析表明,该算法识别精度对车辆状况的鲁棒性好,针对不同车辆速度、车轴数目和车轮横向位置,其识别精度最大平均误差分别为 9 mm、4.6 mm、12.5 mm,并明确了车轮与桥面接触宽度宜选择为200 mm. 在此基础上,开展实桥试验进一步验证该方法的有效性,结果表明,提出的方法能有效识别 OSD过桥车辆的横向位置,且识别精度较高,适用范围广.

    • 近断层地震下梁式桥考虑SSI效应的能力谱法

      2022, 49(9):71-79.

      摘要 (105) HTML (0) PDF 1.49 M (84) 评论 (0) 收藏

      摘要:合理地选取215条典型近断层地震动记录,并根据我国桥梁抗震设计规范的场地标准进行分类后,统计了适用于我国桥梁抗震设计的近断层地震弹塑性加速度和位移反应谱,并拟合了阻尼比对近断层地震弹塑性反应谱的影响关系式,进而得到近断层地震的弹塑性需求谱. 再将其与FEMA440的考虑土-结构相互作用(SSI效应)的方法、Chopra改进能力谱法相结合,完善了近断层地震下适用于我国梁式桥且能考虑 SSI效应的能力谱法 . 最后,将本文方法应用于某梁式桥的抗震性能评估中,结果表明:对于近断层地震下考虑SSI效应的我国梁式桥,FEMA440的计算结果偏于保守,而本文方法的计算结果则较为合理,可以应用于我国梁式桥的抗震性能评估中.

    • 圆端形不锈钢管混凝土桥墩抗震性能试验研究

      2022, 49(9):80-89.

      摘要 (110) HTML (0) PDF 5.81 M (96) 评论 (0) 收藏

      摘要:以外钢管材质、加载方向及中空夹层截面为变化参数,进行了 4个圆端形不锈钢管(concrete-filled round-ended stainless steel tubular,CFRST)和2个圆端形普通钢(concretefilled round-ended carbon steel tubular,CFRT)混凝土桥墩试件的往复加载拟静力试验. 分析了试件的破坏形态、滞回性能、骨架曲线、延性系数及耗能等. 试验结果表明:圆端形不锈钢管混凝土桥墩试件的破坏形态均为墩底外钢管的鼓曲及底部混凝土的局部压溃,各试件的滞回曲线较为饱满,无明显捏拢现象,耗能能力及延性均较好;与圆端形钢管混凝土桥墩试件相比,圆端形不锈钢管混凝土桥墩试件的峰值荷载及初始刚度基本不变,但延性及耗能能力增加,刚度退化程度减小;与圆端形实心不锈钢管混凝土桥墩试件相比,圆端形中空夹层不锈钢管混凝土桥墩试件沿强轴加载时峰值荷载、初始刚度、延性及耗能能力均增加,而沿弱轴加载时由于内钢管平直段发生向内凹曲,其峰值荷载及初始刚度虽仍有增加,但延性及耗能能力略有降低. 给出了此类桥墩水平承载力的计算方法,计算结果与拟静力试验结果吻合较好.

    • 下击暴流作用下直立锁缝屋面系统抗风揭可靠度评估

      2022, 49(9):90-99.

      摘要 (114) HTML (0) PDF 4.06 M (104) 评论 (0) 收藏

      摘要:为减少直立锁缝屋面系统在下击暴流作用下的风揭损毁事故,提出了下击暴流作用下的直立锁缝屋面系统抗风揭可靠度评估方法 . 采用大涡模拟(large eddy simulation,LES)方法来分析下击暴流作用下屋面风荷载特征,以不同的风向角为工况,得到屋面的极值风荷载大小及其分布位置. 选取屋面最不利位置建立局部仿真模型并推导了相应的失效准则和极限状态函数. 基于拉丁超立方抽样的Monte Carlo法(LHS-MCS)对下击暴流作用下的直立锁缝屋面系统进行可靠度评估. 结合常态风可靠指标以及相关规范对分析结果进行了评价. 研究结果表明:下击暴流相比常态风更易造成直立锁缝屋面系统风揭破坏,同时下击暴流作用下可靠指标仅满足规范要求的第三级安全水准,建议对重要建筑物进行直立锁缝屋面系统设计时考虑下击暴流的影响.

    • 齿轮齿条式电涡流阻尼墙有限元数值研究

      2022, 49(9):100-107.

      摘要 (111) HTML (0) PDF 2.59 M (67) 评论 (0) 收藏

      摘要:提出一种新型的齿轮齿条式电涡流阻尼墙(Eddy Current Damping-Rack Wall,ECD-RGW),并对其进行了数值研究与参数分析.介绍了ECD-RGW的基本构造;通过多物理场有限元仿真软件COMSOL Multiphysics研究了ECD-RGW 的力学性能,并对5项主要设计参数进行了分析;对 ECD-RGW 减振效果进行了评估,并以黏滞阻尼器(Fluid Viscous Damper,FVD)作为对比 .研究结果表明:ECD-RGW 作为一种新型电涡流阻尼装置具有良好的力学性能;减小气隙、加装导体板背铁及增加永磁体数量可以提升ECD-RGW的阻尼性能,其中,导体板背铁的设计将 ECD-RGW 在低速下的等效阻尼系数提升到 4倍以上,导体板材料对峰值阻尼力对应的临界速度影响较大,导体板厚度会显著影响峰值阻尼力与临界速度 .此外,ECDRGW具有良好的减振效果,应用具有可行性.

    • 基于风场效应等代的真实山脉简化模型对比研究

      2022, 49(9):108-116.

      摘要 (111) HTML (0) PDF 5.30 M (95) 评论 (0) 收藏

      摘要:真实山脉地形崎岖复杂,山脊线两侧一般表现为不同的坡度,呈现明显的不对称性 . 为更好地反映真实山脉的地形与风场效应,在理想余弦山脉的基础上提出一种变截面余弦山脉简化模型. 基于计算流体力学(Computational Fluid Dynamics,CFD)数值模拟,比较真实山脉、理想余弦山脉和变截面余弦山脉在平行山脉风向下地形特征点以及沿山脊线测点的水平平均风速加速比,并采用刚性直棒法对不同位置的导线风偏响应进行计算. 结果显示:变截面余弦山脉和真实山脉的地形特征点水平平均风速加速比较为吻合;离地高度50 m处,变截面余弦山脉的沿山脊线水平风速加速比与真实山脉基本一致;由于参数限制,理想余弦山脉的山脊线走势较为独立,理想余弦山脉相比于真实山脉的水平风速加速比差别较大;采用变截面余弦山脉计算得到的风偏角能较好地反映真实山脉的风偏情况. 尽管变截面余弦山脉的竖向风速与真实山脉存在较大差别,但变截面余弦山脉能较好地反映真实山脉的水平平均风速,具有风场效应的等代价值.

    • 改性和温度对织物增强混凝土界面性能的影响

      2022, 49(9):117-125.

      摘要 (112) HTML (0) PDF 10.77 M (240) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了研究界面改性和温度对织物增强混凝土(Textile Reinforced Concrete,TRC)界面性能的影响,分别采用环氧树脂、硅烷偶联剂及纳米二氧化硅(SiO2)对纤维表面进行处理,并通过电镜扫描和拔出试验测试处理后纤维微观形貌和TRC试件在25 ℃、100 ℃及200 ℃ 下的宏观力学性能 . 试验结果表明:纳米 SiO2 浸渍和环氧树脂涂层均明显改善碳纤维束在水泥基体中的界面黏结性能 . 纳米 SiO2颗粒能浸入纤维束内部,改善内部纤维丝与基体间的应力传递,同时纳米SiO2与氢氧化钙反应生成水化硅酸钙凝胶,提高其黏结性能. 硅烷偶联剂处理可以增加纤维表面粗糙程度,提高纳米 SiO2 在纤维表面的附着量,从而进一步提升纤维与基体的界面黏结强度. 在100 ℃ 和200 ℃ 下纳米 SiO2浸渍的碳纤维束界面强度显著高于环氧树脂浸渍的. 本研究将为TRC力学性能设计和热稳定性提升方法提供参考.

    • 上砂下黏地基中竖向力-扭矩联合受荷单桩承载特性

      2022, 49(9):126-135.

      摘要 (114) HTML (0) PDF 2.65 M (71) 评论 (0) 收藏

      摘要:为探讨上砂下黏地基中桩顶竖向力(N)与扭矩(T)联合作用下单桩基础的承载特性,基于室内模型试验,获得一系列 N-T联合作用时的桩顶荷载-位移曲线及桩身内力分布,并经无量纲化处理与曲线拟合,得到 N-T联合受荷单桩的承载力包络线及其简化计算公式;在此基础上,进一步采用ABAQUS对N-T联合受荷单桩进行数值模拟,获得桩身弹性模量Ep、长径比 L/D 及相对砂土层厚度 lu/L对桩身承载特性的影响规律 . 结果表明:相比于单一受荷, N-T联合作用会导致桩身竖向和扭转承载力明显降低,且施加N(或T)会引起桩身扭转角(或沉降)增大 . 通过数值分析还发现桩身变形主要发生在 0~0.6L范围;增大 L/D 和 lu/L可明显提高桩身承载力,而增大 Ep对提高桩身承载力的作用较小,故建议提高桩身承载力的优选措施是适当增加桩长或砂土层厚度;另外,上下土层分界面处会发生明显的应力突变.

    • 盾构开挖引起邻近桩基水平位移的简化计算方法

      2022, 49(9):136-144.

      摘要 (112) HTML (0) PDF 1.33 M (67) 评论 (0) 收藏

      摘要:基于盾构开挖侧穿邻近桩基引起桩-土相互作用的实际工况,提出了一种可预测桩基水平变形的简化计算方法. 采用两阶段法获得盾构开挖引起邻近桩基水平位移简化计算方法,第一阶段采用Loganathan公式计算盾构开挖引起邻近桩基轴线处土体自由水平位移场;第二阶段把桩基简化成 Euler-Bernoulli 梁放置在 Vlasov 地基模型上,建立桩基水平位移控制方程,结合桩基两端约束情况,采用差分法获得邻近桩基的水平位移矩阵解. 随后考虑群桩之间的土体遮拦效应,进一步获得邻近群桩的水平变形差分解 . 通过与两个既有工程案例实测以及既有地基模型计算结果对比,验证了本文方法的优越性. 群桩参数分析表明:地层损失率及隧道埋深的增大均会引起邻近群桩水平位移的增大,但桩身产生最大位移处会随着隧道埋深增加而增大;桩隧之间间距的增大会引起邻近群桩水平位移的减小,但其减小速率逐渐变缓.

    • 双层衬砌输水盾构隧道鲁棒性设计方法

      2022, 49(9):145-155.

      摘要 (110) HTML (0) PDF 3.50 M (63) 评论 (0) 收藏

      摘要:双层衬砌输水盾构隧道设计需要考虑其施工过程及受力特性,同时地层的不确定性也影响结构的安全性能. 为此结合双层衬砌输水隧道的受力特点,基于极限状态设计原则,采用两阶段法分别计算外衬单独承担外压及内外衬共同承担内外压两种受力状态,对截面受力、收敛变形及最大裂缝宽度均加以安全性约束,建立了双层衬砌输水盾构隧道横断面鲁棒性设计方法及流程,并结合实际工程案例进行了结构设计参数的优化. 研究表明:鲁棒性设计方法综合考虑隧道建设成本及结构对外部参数变异的敏感性,引入约束多目标优化算法可以获取完整三维Pareto前沿面. 采用赋权重的方法统一两种极限状态下的鲁棒性指标,可以实现成本-鲁棒性的二维优化 . 通过将隧道分段并提取典型断面优化的方式可有效解决纵向不同区段参数变异性较大的问题,保证掘进中的参数统一及隧道安全.

    • 浮冰作用下单桩海上风机动力响应分析

      2022, 49(9):156-163.

      摘要 (111) HTML (0) PDF 2.72 M (137) 评论 (0) 收藏

      摘要:随着海上风电在环渤海地区不断发展,冰激振动响应为当前环渤海地区海上风机面临的重要问题 .基于海上风机一体化数值分析软件,对浮冰作用下单桩海上风机动力学响应展开研究 .重点探究单桩风机塔基以及泥面线处载荷动力响应变化规律,研究不同冰载数值模型、冰厚以及冰速对单桩海上风机动力响应影响,开展抗冰锥结构下单桩海上风机动力响应影响规律.结果表明:不同冰载数值计算模型下的计算结果差别较大,采用Matlock双齿模型计算出的塔基载荷以及泥面线载荷最大,分别为无浮冰作用的 2.2倍与 1.3倍;单桩海上风机动力响应随冰厚增加而增加,冰速变化对单桩海上风机结构荷载影响不明显;采用抗冰锥措施后,作用于单桩海上风机的冰荷载显著降低,极大降低单桩风机塔基以及泥面线位置处的剪力与弯矩,塔基位置处剪力与弯矩的最大值分别为无抗冰锥结构的82%与95%.同时抗冰锥结构可极大降低作用结构上的冰荷载,其冰载最大值与标准差分别为不采用抗冰锥结构的5%与7%.

    • 循环荷载下桩承式路堤中土拱效应动力折减系数离散元研究

      2022, 49(9):164-172.

      摘要 (109) HTML (0) PDF 8.87 M (79) 评论 (0) 收藏

      摘要:土拱效应是桩承式路堤中荷载传递的关键因素,其在循环荷载下的发挥程度与稳定性直接影响路堤的承载能力. 基于室内土拱效应模型试验,采用PFC2D软件建立桩承式路堤颗粒流数值分析模型,并通过土拱效应室内模型试验结果验证了该离散元模型的正确性 .基于该离散元数值分析模型,在路堤表面施加正弦波荷载模拟交通循环荷载,分析了循环动载作用下桩承式路堤中土拱效应的发展演变过程与衰减规律 . 数值模拟结果表明:路堤的高度与桩净间距的比值、动载振幅以及加载频率的改变均能影响土拱效应的发挥,但路堤的高度与桩净间距比值的变化对土拱效应动力折减系数的影响最大. 路堤的高度与桩净间距的比值是影响动载作用下土拱效应稳定发挥的重要因素,将此因素考虑在内并对离散元数值模拟结果进行分析与曲线拟合,推求了土拱效应动力折减系数的表达式.

    • 干湿循环对炭质泥岩蠕变及损伤特性的影响

      2022, 49(9):173-181.

      摘要 (112) HTML (0) PDF 2.60 M (72) 评论 (0) 收藏

      摘要:为揭示炭质泥岩库岸边坡的时效变形和损伤特性,对经历不同干湿循环次数的炭质泥岩试样进行低场核磁共振和三轴压缩流变试验,研究炭质泥岩孔隙演化特征和蠕变特性;在此基础上,基于损伤理论和Lemaitre应变等效原理,建立考虑干湿循环、轴压和时间因素耦合影响的蠕变损伤方程 . 结果表明:随干湿循环次数增加,炭质泥岩孔隙率增加,孔隙结构由小孔隙向大孔隙演变,瞬时应变和蠕变量增大 . 建立的损伤方程能较好地表征干湿循环次数、轴压和时间对炭质泥岩损伤演化的影响;随干湿循环次数增加,炭质泥岩损伤增大,损伤时间效应增强;轴压增大,损伤增长的速率加快,加速损伤的持续时间增长.

    • 油污泥热解残渣处治风积沙路基力学性能研究

      2022, 49(9):182-192.

      摘要 (103) HTML (0) PDF 2.88 M (76) 评论 (0) 收藏

      摘要:为探究油污泥热解残渣处治风积沙路基的工程力学特性,通过室内试验研究了不同热解残渣掺量下风积沙路基的压实特性、回弹模量、加州承载比(CBR)、直剪特性以及25%残渣掺量下的无侧限抗压强度 . 结果表明:油污泥热解残渣掺量为 25% 时干密度值最大为2.071 g/cm3;掺量为 15% 时回弹模量最大为 160.61 MPa;CBR 随残渣掺量的增加不断增大,浸水后试样的CBR值明显减小,降幅为10.97%~38.46%;掺量为20%时内摩擦角最大为34.35°;25%残渣掺量试样的14 d及14 d以后的无侧限抗压强度值均超过0.4 MPa. 综合试验结果可知,油污泥热解残渣可有效提升风积沙路基的各项力学性能,可以作为风积沙路基填料使用.

    • 西藏农村人居建筑多功能窗体研究

      2022, 49(9):193-202.

      摘要 (119) HTML (0) PDF 11.24 M (245) 评论 (0) 收藏

      摘要:为解决藏区传统民居室内自然采光不足、光舒适性差等问题,提出了一种多功能窗体设计方法,其主要由光伏发电板、反光板、保温板、转轴和转瓦等构成. 基于所提出的设计方法,针对典型案例(多功能窗体)建立理论分析模型,展开对夏季、冬季和过渡季3种运行模式的研究,并设计实验方案进一步验证结果 . 实验结果表明:与同尺寸传统窗体比较,该案例多功能窗体过渡季能在南向提升采光进深 5倍且持续 10 h;冬季提升采光进深 2.5倍,使室内采光进深保持 7.5 m 以上且持续 9 h;夏季提高采光系数约 0.5%;夏季平均月累计发电量为9 kW·h,全年累计光伏发电量最高可达 90 kW·h;冬、夏季窗户内外表面温差分别提高 3~8 ℃、2~4 ℃,且冬季窗户与墙体内表面温差降低 2~4 ℃,窗户内表面温度更接近室内温度. 该多功能窗体具有成本低廉、功能多样、效果显著、综合经济竞争性强的特点. 多功能窗体设计方法能为其他更先进的建筑窗体设计开拓思路,并直接运用于西藏农村地区原有建筑窗体改造与新建建筑.

    • 动态辐射热环境对人体生理与热反应的影响

      2022, 49(9):203-214.

      摘要 (119) HTML (0) PDF 3.66 M (109) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了探索辐射空调形式下温度突变对人体热舒适的影响,给控制调节辐射空调系统提供一定的参考,通过人工气候室营造偏凉-中性温度突变环境,开展了对流、辐射地板与辐射吊顶三种不同空调形式下,20名受试者的整体-局部主观热感觉、热舒适投票以及皮肤温度等生理参数随时间的变化研究 . 根据生理参数测量结果显示,突变到中性温度的辐射热环境中皮肤温度存在滞后现象且动态辐射热环境下人体交感神经表现得更为活跃;由主观问卷分析得出,动态辐射热环境下受试者舒适感及热愉悦感更佳,主观热感觉出现心理超前现象,其中动态辐射地板的优势更为突出;背部、小腿、足部对于瞬态热刺激最敏感,可用于热感觉预测. 最后,根据人体平均皮肤温度随时间变化规律,建立了基于修正的Knothe时间函数相关预测模型,量化了三种工况下人体生理调节的响应特性;根据人体平均皮肤温度及其变化率与平均热感觉的变化规律,建立了三种工况下的热感觉预测模型,简化了动态环境下人体热感觉预测的求解过程.

    • 基于深度学习的藻类混凝去除率预测方法

      2022, 49(9):215-220.

      摘要 (144) HTML (0) PDF 1.34 M (75) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对目前水厂应对藻类爆发时混凝剂投加量难以确定的问题,提出一种基于深度学习的藻类混凝去除率预测方法,利用DenseNet卷积神经网络和絮体图像对藻类混凝去除率进行预测,从而对投药量进行调整 . 具体做法是,在实验室条件下对高藻水进行混凝处理,记录混凝处理后的絮体图像和对应的去除率 . 以去除率区间为标签构建絮体图像数据集,利用此数据集对 DenseNet-121模型进行训练 . 结果显示,训练后的模型对测试集的预测准确度达到了 89.5%,与 VGG 和 ResNet模型相比,利用 DenseNet模型对本文建立的数据集进行识别的精确度更高,且在识别去除率在 60%~90% 区间的絮体图像相较于其他两种模型具有明显优势. 同时通过对数据集外的铜绿微囊藻絮体图像进行识别,验证了模型具有良好的泛化性.

湖南大学学报(自然科学版)编辑部

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